题目
8.已知函数f(x+1)的定义域为[-2,3),求函数f((1)/(x)+1)的定义域.
8.已知函数f(x+1)的定义域为[-2,3),求函数$f(\frac{1}{x}+1)$的定义域.
题目解答
答案
已知函数 $ f(x+1) $ 的定义域为 $[-2, 3)$,则 $ x+1 $ 的范围为 $[-1, 4)$,即 $ f(x) $ 的定义域为 $[-1, 4)$。
令 $ \frac{1}{x} + 1 $ 落在 $[-1, 4)$ 内,解不等式:
\[
-1 \leq \frac{1}{x} + 1 < 4 \implies -2 \leq \frac{1}{x} < 3
\]
分情况讨论:
- 当 $ x > 0 $ 时,得 $ x > \frac{1}{3} $;
- 当 $ x < 0 $ 时,得 $ x \leq -\frac{1}{2} $。
取交集得解集:
\[
x \in (-\infty, -\frac{1}{2}] \cup (\frac{1}{3}, +\infty)
\]
**答案:**
\[
\boxed{(-\infty, -\frac{1}{2}] \cup (\frac{1}{3}, +\infty)}
\]
解析
考查要点:本题主要考查函数定义域的求解,涉及复合函数的定义域转换及分式不等式的解法。
解题核心思路:
- 确定原函数$f(x)$的定义域:由$f(x+1)$的定义域推导出$x+1$的取值范围,从而得到$f(x)$的定义域。
- 建立不等式关系:将$f\left(\frac{1}{x}+1\right)$中的$\frac{1}{x}+1$限制在$f(x)$的定义域内,转化为关于$x$的不等式。
- 分情况讨论解不等式:根据分式$\frac{1}{x}$的正负性分情况求解,最终取交集。
破题关键点:
- 明确定义域的含义:定义域始终针对自变量$x$,需注意复合函数中中间变量的取值范围。
- 分式不等式的解法:分$x>0$和$x<0$两种情况讨论,避免不等号方向错误。
步骤1:确定$f(x)$的定义域
已知$f(x+1)$的定义域为$[-2,3)$,即$x \in [-2,3)$。此时,中间变量$x+1$的取值范围为:
$x+1 \in [-2+1, 3+1) = [-1, 4)$
因此,$f(x)$的定义域为$[-1, 4)$。
步骤2:建立不等式约束
对于$f\left(\frac{1}{x}+1\right)$,要求$\frac{1}{x}+1$必须落在$f(x)$的定义域内,即:
$-1 \leq \frac{1}{x} + 1 < 4$
将不等式拆解为两部分:
- 下界约束:$-1 \leq \frac{1}{x} + 1 \implies -2 \leq \frac{1}{x}$
- 上界约束:$\frac{1}{x} + 1 < 4 \implies \frac{1}{x} < 3$
步骤3:分情况讨论
情况1:$x > 0$
- 下界约束:$\frac{1}{x} \geq -2$恒成立($\frac{1}{x} > 0$)。
- 上界约束:$\frac{1}{x} < 3 \implies x > \frac{1}{3}$。
- 综合结果:$x > \frac{1}{3}$。
情况2:$x < 0$
- 下界约束:$\frac{1}{x} \geq -2 \implies x \leq -\frac{1}{2}$(两边乘负数反转不等号)。
- 上界约束:$\frac{1}{x} < 3$恒成立($\frac{1}{x} < 0 < 3$)。
- 综合结果:$x \leq -\frac{1}{2}$。
步骤4:合并解集
最终定义域为:
$x \in (-\infty, -\frac{1}{2}] \cup \left(\frac{1}{3}, +\infty\right)$